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荧光俘获效应对掺铒氧化物玻璃光谱性质的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ171.112[化学工程—玻璃工业;化学工程—硅酸盐工业] TP13[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]宁波大学信息科学与工程学院,宁波315211, [2]中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60207006和60272034),浙江省自然科学基金(批准号:601011)和浙江省科技厅(批准号:2005C31014)资助的课题.
中文摘要:

测试了不同掺杂浓度和样品厚度下掺铒磷酸盐和碲酸盐玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,计算了Er^3+离子在1.53μm处的吸收截面(σa)、发射截面(σe)、自发辐射跃迁概率(Arad)、辐射跃迁寿命(τrad)、以及辐射跃迁量子效率(η)等光谱参数.讨论了荧光俘获效应对掺铒磷酸盐和碲酸盐玻璃光谱性质及光谱参数的影响.结果表明即使在铒离子低掺杂浓度(0.1mol%Er2O3)下,荧光俘获效应也普遍存在于掺铒玻璃材料中,使得荧光寿命(τt)和荧光半高宽(FWHM)随样品的厚度和铒离子掺杂浓度增加而增大,导致碲酸盐和磷酸盐玻璃中τf分别增加11%-37%和6%-17%,FWHM分别增加15%~64%和11%-55%,使得掺铒玻璃材料的放大品性参数(σe×FWHM)也相应被估高.由于铒离子在碲酸盐玻璃中在1.53μm处吸收和发射截面重叠面积较大,加之铒离子在前者基质中的发射截面高于后者,使得掺铒碲酸盐玻璃中的荧光俘获效应高于磷酸盐玻璃.

英文摘要:

The absorption spectra, fluorescence spectra and the lifetimes of ^4 I13/2 level of Er^3+ -doped phosphate and tellurite glasses have been measured for sample with different concentrations and thickness. The absorption cross-section ( σa), emission crosssection( σe ), spontaneous emission probability ( Arad ), radiative lifetime ( τrad ) and quantum efficiency ( η ) of fluorescence around 1.53 μm of Er^3+ -doped phosphate and tellurite glasses were determined. The effect of radiation trapping on the spectral properties and parameters of Er^3+ -doped tellurite and phosphate glasses has been investigated. It was found that radiation trapping exists generally in erbium-doped glass hosts, even at low Er^3+ -doping concentration (0.1 mol% Er2O3 ). Due to radiation trapping, the values of the τrad of the Er^3+ :^4 I13/2 level in tellurite glasses increased about 11%--37 % with the sample thickness and erhium doping concentration, while in phosphate glasses τrad increased hy 6%--17%. The full-width at half maximum (FWHM)of fluorescence in tellurite glasses increased about 15 %--64%, with 11%--55 % for phosphate glasses. It caused a high overestimation onthe figure of merits (FOM) for amplifier bandwidth (σ e × FWHM). The spectral overlap between the emission and absorption spectra in 1.53 μm hand is relatively larger in tellurite than in phosphate glasses, and values of the emission cross-section in tellurite glasses are larger than that in phosphate glasses. Consequently, the radiation trapping in tellurite glasses is more severel than that in phosphate glasses.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876